[发明专利]一种大规格尺寸蓝宝石炉底部加热器结构

说明书

技术领域

本发明涉及蓝宝石长晶设备技术领域，特别涉及一种大规格尺寸蓝宝石炉底部加热器结构。

背景技术

目前，蓝宝石衬底企业和LED外延厂商的应用都以2英寸和4英寸为主衬底，随着LED的应用越来越广泛，国内外外延厂商逐渐引入4英寸及6英寸外延生产工艺和设备，4英寸和6英寸蓝宝石衬底将促进成本的大幅度降低，对大尺寸蓝宝石衬底的需求也将迅速升温，从而促进大规格尺寸蓝宝石晶体生长炉市场需求激增。

在晶体的生长过程中，需要一定的轴向温度梯度和径向温度梯度，而传统的蓝宝石泡生炉只能满足小规格尺寸蓝宝石晶体的生长，而晶体直径一旦超过350mm之后，所需要的温度梯度仅仅靠单一的加热器已经很难形成比较可靠且理想的温度梯度，导致晶体的良率及品质比较低，所以在大规格的蓝宝石炉的结构中双加热器或者多加热器结构就变的不可或缺；而在这双加热器或者多加热器结构中，底部加热器在形成理想的温度梯度及理想的温场过程中，显得最为关键。在晶体生长过程中，通过控制底部加热器在不同生长阶段的功率，形成晶体在不同生长阶段所需的温度梯度。另外由于蓝宝石炉温场底部的空间及结构的限制，要设计出一个合理的底部加热器，将关系到蓝宝石生长炉的成败。

目前，世界上已经开发出带底部加热器的蓝宝石炉仅有美国Thermal Technology LLC公司（简称TT），采用了钨制网带底部加热器，采用几条钨制网带作为发热体，均匀的分布于蓝宝石炉温场的底部。

现有技术主要有以下的关键性缺点：晶体的径向和轴向温度梯度不理想；另一方面，钨制网带发热体价格昂贵，制造成本较高，且加工制造较为复杂。

因此，针对上述情况，如何改进蓝宝石炉底部加热器的结构，使其能够产生比较理想的径向和径向温度梯度，为大规格尺寸蓝宝石晶体生长创造有利的热场条件，同时降低制造成本，方便加工制造，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种大规格尺寸蓝宝石炉底部加热器结构，能够产生比较理想的径向和轴向温度梯度，为大规格尺寸蓝宝石晶体生长创造有利的热场条件，同时制造成本降低，加工制造较为容易。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大规格尺寸蓝宝石炉底部加热器结构，采用双螺旋钨丝作为发热元，并通过支撑结构支撑固定。

优选的，所述双螺旋钨丝构成多个同心的发热环。

优选的，所述双螺旋钨丝的截径、中径、螺距、长度以及所述发热环的直径具体为通过热场分析软件CGSIM软件进行模拟分析计算确定。

优选的，所述双螺旋钨丝和电极板之间通过双螺旋连接螺丝连接。

优选的，所述支撑结构具体为设置在所述双螺旋钨丝底部的U型支撑钨棒，并通过细钨丝进行捆绑固定。

优选的，所述U型支撑钨棒位于下保温钼屏的部分套设有U型支撑钨棒绝缘套。

优选的，所述U型支撑钨棒的底部插入绝缘圈，固定在所述底部支撑固定板上。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的大规格尺寸蓝宝石炉底部加热器结构，采用双螺旋钨丝作为底部加热器的发热元使用，其优势是较小的长度能提供比较大的电阻值，同时具有相当的柔韧度，并能在较小的空间能进行弯曲，使其能够根据热场需要进行排布，产生比较理想的径向和轴向温度梯度，为大规格尺寸蓝宝石晶体生长创造有利的热场条件；另一方面，与钨制网带相比有相当大的价格优势，更重要的是加工制作容易。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的双螺旋钨丝的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的底部加热器的正视图；

图3为本发明实施例提供的底部加热器的俯视图。

其中，1为双螺旋钨丝，2为U型支撑钨棒，3为下保温钼屏，4为电极板，5为绝缘圈，6为底部支撑固定板，7为U型支撑钨棒绝缘套，8为双螺旋连接螺丝。

具体实施方式

本发明公开了一种大规格尺寸蓝宝石炉底部加热器结构，能够产生比较理想的径向和轴向温度梯度，为大规格尺寸蓝宝石晶体生长创造有利的热场条件，同时制造成本降低，加工制造较为容易。

为了便于理解，现将本发明涉及到的技术术语解释如下：